一种用于遥控器键盘上色状况合格性的自动检测方法技术

一种用于遥控器键盘上色状况合格性的自动检测方法，首先采集一张遥控器键盘的彩色照片；提取红绿蓝三个光通道中的光强矩阵，求解该彩色图片中各像素点的三原色强度混合比例系数，得到三原色比例系数矩阵；将待测彩色的三原色搭配比例与上步所得三原色比例系数矩阵进行匹配，得到该彩色的覆盖区域，对该区域进行边界检测，得到上色区域的边界；投影标准的条纹在遥控器键盘上，采集遥控器键盘上的变形条纹，对采集到的变形条纹图进行相位解调，得到连续的相位后，通过相位测量轮廓术的相位高度关系获得待测纸面表面的高度信息，根据遥控器按钮位置的高度值跃变特性进行遥控器按钮边界检测，对比颜色区域边界，完成检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及遥控器键盘上色状况合格性的自动检测的
，提供了一种用于 遥控器键盘上色状况合格性的自动检测方法。
技术介绍
现在的硅胶按键需要key多、颜色多、外形美观、实用、体积小的才能有市场，热别 是遥控器按键，一个硅胶按键产品内有几十个key，而且基本都是不同的颜色，那么对于我 们硅胶按键生产厂家而言在生产工序中就比较复杂，尤其是成型、印刷环节就显得没那么 简单，生产的效率不会很高，而且不良率也会比较高，不良率主要表现在容易出现混色的问 题。一般，硅胶制品厂在生产硅胶按键的时候，普遍的做法都是把那些key放在铁氟龙板上 排列，然后进行成型，这样做的作用是可以提高生产效率，而且不容易弄脏色key料，但是 如果key比较多，颜色比较杂，同时key间距比较小的时候，那么把key放在铁氟龙板上排 列的工作方法就不是那么很好工作，会很容易就出现混色的问题，混色的原因才能解决你 的问题点，以下是混色几大因素：第一，色KEY的料重不对，或是不均匀；第二，落料位置不 对；第三，上、下模具合模偏，导致压偏。 目前工业中基本上是通过人工的方式进行上色合格性的检查，看按键上的颜色上 色区域是否过大（超出所限定的区域，甚至覆盖到了其他按键上）或者过小（按键没有覆 盖全），这种方式效率低，成本高。若要实现机器自动检测合格性，必须要同时完成两类边界 的同时检测：各颜色的边界和遥控器按钮边界。常用的边界检测方法如图像处理算法只能 完成颜色边界的自动检测，无法检测按钮边界。本专利技术所提供的方法能同时检测各颜色的 边界和遥控器按钮边界，并且测试系统简单，仅包含数码相机和投影仪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决如何将混色后不合格的key (按键）进行识别的问题，解决 传统采用人工方式进行上色合格性的检查效率低下的问题。 本专利技术提出一个新的构思，采用同时对颜色边界和按键边界进行检测，并通过按 键边界与颜色边界的相互约束关系，达到判断按键是否上色完整、是否混色的目的。 本专利技术公开了用于遥控器键盘上色状况合格性的自动检测方法。其特征在于包括 以下几个步骤： 步骤1.设置实验测量系统：系统主要包括数码相机、投影仪、计算机及支架。调整 系统使数码相机能够拍摄到遥控器键盘的条纹图案，同时确保投影仪的光学中心和相机的 光学中心的连线与投影光轴垂直，（以满足相位测量轮廓术系统结构的三角关系，提高系统 标定的准确度）； 步骤2.相机直接拍摄遥控器键盘一次，用计算机软件如matlab读取采集到的彩 色图样，提取彩色图片的RGB三个光通道中的光强矩阵，并分别求出红、绿、蓝三通道的光 强比例系数矩阵，将所得系数矩阵与待测颜色的三色值系数进行匹配，可得到对应颜色的 上色区域，再运用边界检测算法得到上色区域边界。 步骤3.投影仪向被测遥控器键盘投影强度呈正弦分布的条纹图像，相机拍摄记 录遥控器键盘面形所调制的条纹图像，此时待测遥控器键盘表面的高度信息调制在变形条 纹的相位中； 步骤4.对变形条纹图进行相位解调，得到变形条纹的相位分布，通过相位测量轮 廓术的相位高度关系获得待测表面的三维高度信息。从而实现对凸起的按键位置的进行范 围检测（此区域为理想的上色区域）。再结合步骤2完成检测。 上述技术方案中，所述步骤2中的对于彩色键盘，需要检测某种颜色的区域边界， 以提取X颜色区域边界为例： 理想X颜色由RGB三原色通过一定比例搭配而成。假设X颜色的R、G、B理想比例 系数即三色值系数分别为k R，ks，kB，有kR+ks+k B= 1，且kR> (Kkt^ 0、kB> 0(对于特定颜 色，该配色比例可以通过查询相关资料获得）； 实验中C⑶所获彩色图片光强矩阵为I。，有以下表达式： R0= I。（ ：，：，I) ;G。= I。（ ：，：，2) ;B。= I。（ ：，：，3); R。矩阵为彩色图片红色通道的光强矩阵，其值等于三维矩阵I。的第一页I。（：，：， I) ;G。矩阵为彩色图片绿色通道的光强矩阵，其值等于三维矩阵I。的第二页I。（：，：，2); B。矩阵为彩色图片蓝色通道的光强矩阵，其值等于三维矩阵I。的第三页I。（：，：，3)，第一 个逗号前表示行（第一维），第二个逗号表示列（第二炜"："表示全行（第一行到最后 一行）或全列（第一列到最后一列）。则X颜色在该彩色图片中R、G、B三原色的光强比例 系数矩阵心，K g，Kb可做如下表示： Kr= R0/(R〇+G0+B〇) ；Kg= G 〇/(R0+G〇+B〇) :Kb= B 〇/(R0+G〇+B〇)； 上式中R。，G。，B。分别为三个通道的光强矩阵，所得Kp Kg，Kb矩阵为彩色图片上三 种原色的光强比例系数矩阵。由于是彩色图片，所以心，K g，Kb在不同像素位置的值随着颜 色的变化而变化，并且在颜色一致的地方，值保持不变。在光强比例系数矩阵&，K g，Kb中， 只有那些与X颜色的三色值系数I，kg，kb相等或相近的区域，才是要分离的X颜色区域。 由以下表达式来确定X彩色区域： Ix= I- (IK r-kr I +1 Kg-kr I +1 Kb-kr |) /3 ； 则所得矩阵Ix所显示的高亮区域为X颜色区域，并选取合适的阈值进行二值化， 得到二值图像，其中值为1的区域则为X颜色上色区域，并对该区域进行边界检测，即可得 到该X颜色上色区域边界。 上述技术方案中，所述步骤3中的变形条纹图I (x，y)，可以表示为： I (x, y) = A (x, y) +B (x, y) cos 其中I (x, y)表示相机记录的光强分布，A(x, y)是背景光强，B(x, y)是调制度分 布，是载频的频率函数，是与跃变物体表面高度相关的相位分布，（x，y)为变形条纹图像的 二维坐标。 上述技术方案中，所述步骤4中，对变形条纹图中的相位信息进行分析解调，得到 变形条纹的相位分布； 下式为得到的第η帧相移图像光强的表达式： In (x, y) = A (x, y) +B (x, y) · cos [ Φ (x, y) + a J 其中In(x, y)表示记录的η帧条纹图光强分布，A(x, y)是背景光强，B(x, y)是调 制度分布，Φ (x，y)是与跃变物体表面高度相关的相位分布，（x，y)为变形条纹图像的二维 坐标，Φ (X，y)为相移大小，η为条纹图的帧序数，N相移法的总相移步数，即拍摄N幅等间 距的相移图像，得到的变形条纹的截断相位分布如下： 对截断相位Μχ，y)展开得到展开相位Φ (X，y)，通过以下关系是得到键盘表面 高度分布矩阵H(x，y): H(x, y)为键盘高度分布矩阵，Φ (X，y)为相位矩阵，P为条纹周期，d为投影仪光 心到CXD光心的距离，L为投影仪光心到参考面光心的距离； 对高度矩阵H(x，y)进行阈值处理，得到按钮区域范围，再进行边界检测，得到按 钮边界。 本专利技术具备以下有益效果： 本专利技术最突出的是提供了一种简单、低成本的遥控器键盘上色状况合格性的自动 检测方法。该方法基于一种改进的光学三维面形测量方法（相位测量轮廓术），能同时完成 遥控器上喷涂的不同颜色的边界和遥控器按钮的边界的检测，本专利技术测试系统经济、简单、 稳定，主要包括计算机、数码相机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于遥控器键盘上色状况合格性的自动检测方法，包括以下几个步骤:步骤1、设置实验系统，采集一张遥控器键盘的彩色照片；步骤2、提取彩色图片的红绿蓝三个光通道中的光强矩阵，求解该彩色图片中各像素点的三原色强度混合比例系数，得到三原色比例系数矩阵；步骤3、预设待测彩色的三原色搭配比例，因此，将待测彩色的三原色搭配比例与上步所得三原色比例系数矩阵进行匹配，得到该彩色的覆盖区域，对该区域进行边界检测，得到上色区域的的边界；步骤4、投影标准的条纹在遥控器键盘上，采集遥控器键盘上的变形条纹，遥控器键盘表面的高度信息将被调制在变形条纹的相位中；步骤5、对采集到的变形条纹图进行相位解调，得到连续的相位后，通过相位测量轮廓术的相位高度关系获得待测遥控器表面的高度信息，根据遥控器按钮位置的高度值跃变特性进行遥控器按钮边界检测，对比步骤3得到的颜色边界，完成遥控器键盘上色状况合格性的自动检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岳慧敏，易京亚，吴雨祥，李明阳，李绒，杨眉，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51